工程材料力學(xué)性能復(fù)習(xí)資料(完整版)
【正文】 應(yīng)變硬化能力的性能指標(biāo)。（二）派拉力：位錯交互作用力（a是與晶體本性、位錯結(jié)構(gòu)分布相關(guān)的比例系數(shù)，L是位錯間距。循環(huán)韌性的意義是：材料循環(huán)韌性愈高，則機(jī)件依靠材料自身的消振能力愈好。 消除辦法： 采用長期回火 回火的作用是使間隙原子到位錯空位和晶界去，自身變得比較穩(wěn)定。 σsu＝Fsu/A0下屈服點σsl： 當(dāng)不計初始瞬時效應(yīng)（指在屈服過程中試驗力第一次發(fā)生下降）時的屈服階段的最小應(yīng)力。如：a) 第二相均為硬脆相，沿晶界網(wǎng)狀分布→沿晶界不連續(xù)網(wǎng)狀分布→彌散均勻分布于基體 脆性減小 b)片狀珠光體比球狀珠光體屈服強(qiáng)度高 原因：長形質(zhì)點顯著影響位錯運動。缺口效應(yīng)：試樣中“缺口”的存在，使得試樣的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，從而影響材料的力學(xué)性能的現(xiàn)象。如188型不銹鋼， =196MPa，經(jīng)40%冷軋后， = 780～980MPa，屈服強(qiáng)度提高3~4倍。解理裂紋的形成位錯塞積理論的要點：塑性變形→位錯運動受阻→位錯塞積→塞積頭應(yīng)力集中→如塞積頭處最大拉應(yīng)力σfmax≥理論斷裂強(qiáng)度σm→產(chǎn)生裂紋解理斷裂的微觀斷口特征1解理斷裂：解理臺階、河流花樣、舌狀花樣、魚骨狀花樣（人字型花樣、二次裂紋解理斷裂：沿一定的晶體學(xué)平面產(chǎn)生的快速穿晶斷裂。 彎曲試驗的試樣形狀簡單，操作方便。對于脆性或低塑性材料，使其抗拉強(qiáng)度降低。 對低強(qiáng)度鋼：按tk由高到低的順序：珠光體→上貝氏體→鐵素體→下貝氏體→回火馬氏體2） 影響斷裂韌度的因素（1） 、內(nèi)因化學(xué)成分 細(xì)化晶粒的元素→強(qiáng)度↑、塑性↑→KIC↑； 強(qiáng)烈固溶強(qiáng)化的元素→塑性↓→KIC↓； 形成金屬間化合物并呈第二相析出的元素→塑性↓→KIC↓；基體相結(jié)構(gòu)和晶粒大小的影響 基體相結(jié)構(gòu)易于產(chǎn)生塑性變形→KIC↑，如對鋼鐵材料：面心立方的KIC高于體心立方的KIC。（2）按應(yīng)力狀態(tài)不同分類 彎曲疲勞、扭轉(zhuǎn)疲勞、拉壓疲勞、復(fù)合疲勞等。近疲勞源處貝紋線較細(xì)密，表示裂紋擴(kuò)展較慢；而遠(yuǎn)離疲勞源處貝紋線較稀疏，表示裂紋擴(kuò)展較快，留下的痕跡較粗糙。 一般： 0 qf 1 同樣材料：強(qiáng)度（或硬度）↑→qf↑ 高周疲勞大多數(shù)金屬對缺口敏感,低周疲勞時因缺口根部一部分區(qū)域已處在塑性區(qū)，發(fā)生應(yīng)力松弛，降低了應(yīng)力集中，缺口敏感度降低。（3）金屬材料：一般純金屬不會產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，所有合金對應(yīng)力腐蝕均有不同程度的敏感性。盡可能選用 KISCC較高的合金，以提高機(jī)件抗應(yīng)力腐蝕的能力。（2）磨粒磨損由于摩擦表面間硬顆 ?；蛴餐黄?，使材料產(chǎn)生脫落而形成的磨損。，使用中發(fā)現(xiàn)橫向疲勞脆性正斷，斷口分析表明有25mm深度的表面半橢圓疲勞區(qū)，根據(jù)裂紋a/c可以確定φ=1，=720MPa ，試估算材料的斷裂韌度KIC為多少？解： 因為σ/=150/720=，所以裂紋斷裂韌度KIC不需要修正對于無限板的中心穿透裂紋，修正后的KI為：KIC=Yσcac1/2對于表面半橢圓裂紋，Y=所以，KIC=Yσcac1/2==（MPa*m1/2）。（4）疲勞磨損由于摩擦表面間循環(huán)交 變應(yīng)力引起表面疲勞，導(dǎo)致摩擦表面材料脫落而形 成的磨損。氫蝕斷裂的宏觀斷口形貌呈氧化色，顆粒狀。在亞穩(wěn)擴(kuò)展區(qū)可見到腐蝕產(chǎn)物和氧化現(xiàn)象，故常呈黑色或灰黑色，具有脆性特征。 疲勞斷口有什么特點?答：有疲勞源。過載損傷－金屬在高于疲勞極限的應(yīng)力水平下運轉(zhuǎn)一定周次后，其疲勞極限或疲勞壽命減小的現(xiàn)象。疲勞源是疲勞裂紋萌生的策源地，它一般總是產(chǎn)生在構(gòu)件表面層的局部應(yīng)力集中處，但如果構(gòu)件內(nèi)部存在缺陷，如脆性夾雜物、空洞等，也可在構(gòu)件內(nèi)部或皮下產(chǎn)生。夾雜和第二相的影響 非金屬夾雜物→KIC↓； 脆性第二相的體積分?jǐn)?shù)↑→KIC↓； 韌性第二相形態(tài)和數(shù)量適當(dāng)時→KIC↑； 鋼中微量雜質(zhì)元素(Sb、Sn、As等) →KIC↓。 低碳合金鋼的韌性：貝氏體馬氏體混合組織＞單一馬氏體或單一貝氏體4）韌脆轉(zhuǎn)變的
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